JPS585267B2 - 電解極板及びフレ−ム組立物のための膜密封 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、挿入された黒鉛極板を有する塩酸電解のフレ
ームのための、すべての操業過程において張力がかから
ないで作用するたわみ性密封材に関する。

塩酸の電解は一般に５０００Ａ／ｍ２までの電流密度で
作動する３０乃至４５個の個別電解セルから成る電解セ
ルのブロックもしくは電解設備中で行われる。

基本的要素即ち実際のセルは、生成物の流出ならびに陽
極液および陰極液の導入および排出のための捕集溝を含
むプラスチック材料で作られたフレームである。

フレーム中には、両側（陰極側および陽極側）にみぞ孔
を設けた複極式黒鉛板が挿入される。

気体は垂直の電極に沿って上昇しそして黒鉛極板の上端
縁において連系を通って出口孔に送られ、塩素は陽極液
と共に一方の端部に導かれそして水素は陰極液と共に他
方の端部に導かれる。

隔膜はフレームの側面に固定される（Ｃｈｅｍｉｅ Ｉ
ｎｇｅｎｉｅｕｒ Ｔｅｃｈｎｉｋ。

３９．７２９（１９６７））。

これらの公知の電解槽においては、電流を導く電極板は
絶縁プラスチック材料から成るフレーム中に接着するこ
とが出来る。

電解槽のフレームをこの方法で電極に連結する場合には
重大な欠点が伴う。

電解中にしばしば中断を生ずることがあり、その理由は
とりわけ接着物中および特に異った温度においてフレー
ム中に電極材料とプラスチック材料の膨張係数の差異に
帰因して起る亀裂が生じ、従って漏れが起り得るからで
ある。

フレームと電極の間の第二の接合様式は所謂かみ合い接
合であり、この場合フレームおよび電極は突縁とみぞと
により連結される。

この種の接合様式はフレーム中の黒鉛極板の所要の取換
えを許すが、妥当な経費で気密にすることが出来ない。

米国特許第３，８７５，０４０号および第３，９１５，
８３６号において、異った熱膨張もしくは用いられるプ
ラスチック材料の漸進的収縮に起因する外側プラスチッ
クフレーム中の亀裂の生成を避けるために、フレームと
電極が互いに相対的に動くことが出来るように電解フレ
ームを非固定的に黒鉛極板（電極）に連結しうることが
開示されている。

フレームと電極が互いに相対的に動くことが出来るこの
フレーム・電極間の非固定的連結を以下において「滑動
適合連結」（“ｓｌｉｄｉｎｇ−ｆｉｔｃｏｎｎｅｃｔ
ｉｏｎ”）と呼ぶ。

フレーム・電極間の滑動適合連結の場合、黒鉛電極の両
側で生成される気体、水素および塩素の純度を保証する
ために、連結は実質的に気密であることが重要である。

更に、密封材は黒鉛極板・フレーム間の相対的な動きを
妨害すべきでなく、更に亀裂の生成を生じさせ得る如何
なる応力をも生じさせるべきでなく、そして通常の操業
条件下で電解液および電解気体に対して化学的に抵抗性
を有すべきである。

これらの必要条件に合致させるために、接触面の極めて
正確な機械加工によって最小の密封間隙を示す、非電導
性フレーム・黒鉛極板間の滑動適合連結を有する電解フ
レームを用いることが提案された。

米国特許第３，９１５，８３６号には、滑動適合連結を
用いるプラスチックフレーム・黒鉛極板間の更に別の非
固定的連結法が開示されており、その場合滑動適合連結
は次いで電解フレームに接着突起を施すことにより密封
される。

この場合、密封間隙は機械加工の精度と殆んど関係なく
最小にされる。

更にエラストマー密封材をフレームと黒鉛極板の間に導
入することが出来る。

滑動適合連結の場合単に密封間隙を最小にするだけでは
必要な気密性を得ることが不可能であることが見出され
た。

挿入エラストマー材料による追加的密封は、入手し得る
材料の限られた化学的抵抗性（破壊、膨張、クリープも
しくは硬化）のために、従来失敗している。

更に、信頼し得る密封には成る程度の接触圧が必要であ
り、それは転じて変形および亀裂の生成を生じさせるこ
とになり得る。

更に、この接触圧は種々の操業過程および密封材の上記
の挙動のゆえに制御し得ない変化をうける。

従って、本発明の目的は、改善された気密性を示しそし
て同時にすべての操業過程において部材間の応力を含ま
ないことを保証する、挿入された黒鉛極板を有する電解
フレームのための密封材をを提供することである。

従って、本発明は、張力のかからない膜密封材を互いに
相対的に動きうるフレームのそれらの部分と黒鉛極板の
間に挿入し、フレームおよび黒鉛極板に結合させること
を特徴とする、フレームおよび黒鉛極板が滑動適合によ
り気密になるように連結された、挿入黒鉛極板を有する
塩酸電解フレームを提供する。

本発明に関して、膜密封材は例えば化学的耐性材料、例
えば熱安定化ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンまたは弗
素化されたアルケン例えばエチレンおよびプロピレンの
重合体、特にポリテトラフルオロエチレンから成る布、
不織布もしくはフィルムである。

この膜密封材は好ましくは電解フレームおよび黒鉛極板
に接着もしくは接合され、実質的にその弾性によって張
力のかからない密封材を保証する。

該膜は極めてゆるく取りつけられるので黒鉛極板とプラ
スチックフレームの間の全範囲の動きが膜を破壊するこ
となく利用することが出来る。

膜はみぞ中に接着するかもしくは接合することにより、
組立および気密性に関する限り、特に有利に電解フレー
ムもしくは黒鉛極板に固定することが出来る。

一つの好ましい具体例においては、膜は米国特許第３，
９１５，８３６号の記載に従って電解フレームに配置さ
れた接着用突起へ接着される。

本発明に従って用いることが出来る密封材は一般に接合
することが困難であるので、例えば熱的に施された周辺
のビート部分または孔があけられた周辺部分の位置で密
封材を接合することにより、接合点における機械的強度
を保証することが望ましい。

フィルムはまた組立を容易にするために公知の方法で熱
的に予備成形することも出来る。

適当な接着剤もしくは接合剤は例えばフラン樹脂並びに
フェノール・ホルムアルデヒド樹脂である。

本発明を添付図面を参照しつつ更に説明する。

図１〜６は膜帯封材を極板およびフレームに結合する場
合の種々の位置を示す略図であり、極板とフレーム間の
滑動適合の部分の極板およびフレームの部分のみが示さ
れている。

図中、参照番号は下記の意味を有する。

１＝電解フレーム上の接合突起、 ２＝膜／黒鉛極板における接着もしくは接合、３＝膜／
電解フレームの接着もしくは接合、４＝膜、 ５＝黒鉛極板、 ６＝フレーム、 ７＝フレ一ム部材、 ８＝膜／電解フレームのクランプどめまたは接着もしく
は接合、 ９＝フレ一ム部材と電解フレームとの間のネジどめ １０＝中間空隙。

図１〜４において用いられる接合突起１は、新鮮な接着
剤が黒鉛極板とフレームとの間の空隙中に侵入するのを
防ぐように挿入されたポリプロピレン帯により製造中安
定化される。

図１に示される具体例において布もしくは不織布を用い
る場合、布もしくは不織布が接合用突起に望ましくなく
付着することから防ぐために膜帯封材上に分離用フィル
ム（示されていない）がおかれる。

これらの具体例の気密性は、アスベスト、熱可塑性布も
しくはエラストマープラスチックのごとき適当な密封材
をフレームおよび黒鉛極板の間の空隙に導入することに
より更に改善することが出来る。

図１においては、膜４は先ずフレームの滑動面３に接着
され、次に黒鉛極板を導入したあと上部の滑動面２に接
着される。

その結果気密連結が作られる。

この具体例は布膜が用いられる場合に特に適しており、
その理由は滑動間隙中に位置する布材料の密封効果が更
に利用されるからである。

図２においては、膜４は一方の側が黒鉛極板の滑動面２
に接着され、そして他方の側がフレームに結合されて接
合用突起１中に接合されることにより固定される。

この具体例は簡単であり、フレームの滑動面は接触され
ないまま留まり、そして布もしくは不織布が用いられる
場合には、図１に示される具体例の場合と同じ様式によ
り付加的な間隙密封効果が得られる。

図３においては、膜４は一方の側が黒鉛極板のまわりの
みぞ２の中に接合もしくは接着され、そして他方の側が
図２に例示される具体例と同じ方法で電解フレーム上の
接合用突起１中に接合される。

この具体例はまた非接合性フィルムに対して適しており
、組立が容易となり、そして滑動面は接着剤を全く含ま
ない。

みぞは安全で気密性連結を保証する。

図４においては、膜４はフレーム中のみぞ３および黒鉛
極板中のみぞ２の中で接合もしくは接着される。

フレームのみぞはまたフレームの形状に依存してここに
示されたもの以外の態様で配置することが出来る。

図５においては、膜４は一方の側が黒鉛極板中のみぞ２
中に接合もしくは接着され、そして他方の側がフレーム
部材７の下８にクランプどめ、接合もしくは接着される
。

フレーム部材は９にネジでとりつけられ、そして／また
は接着される（図には示されていない）。

ネジは耐性材料、例えばポリプロピレンで作ることが出
来る。

図６においては、膜は図４と同じように平面密封材の形
で施されるが、フレームのみぞほりを更にひろげること
により製造するという観点から好ましい位置に配置され
ている。

フレームおよび黒鉛板に例えばフラン樹脂を用いて接着
される一方の側がエツチングされたフィルム、例えばポ
リテトラフルオロエチレンを用いることは、布もしくは
不織布の場合に必要となる分離フィルムの必要性をなく
する利点があり、その理由は接合用突起がフィルムのエ
ツチング加工されてない上面に付着しないからである。

同様に支持フレーム部材の必要がなく、その理由はフィ
ルムが黒鉛極板と電解フレームの間の中空空隙中に侵入
するのを防ぐに十分な程度強靭であるからである。

必要ならば、支持用充填材〔例えばスチロバー（ｓｔｙ
ｒｏｐｅｒ）充填材〕を組立の目的のために中空空隙に
導入することが出来、そしてそのあと放置しても、フレ
ームと黒鉛極板の間の相対的な動きに如何なる悪い影響
をも及ぼすことはない。

フレーム６の近傍において、フィルムはフレームに接合
剤を付着させ得るようにするために両側をエツチングし
て有利な結果を得ることが出来る。

更に一つの有利な具体例においては（例示されていない
）、例えばアスベスト繊維の密封材を膜密封材のほかに
中間空隙１０に導入することが出来る。

本明細書および上記例は説明のために記載されたもので
あり、本発明を何ら限定するものでないこと、および本
発明の精神および態様から離れることなく種々の修正お
よび変形が可能であることを了解されたい。

【図面の簡単な説明】

添付図面、図１〜図６は膜密封材を極板およびフレーム
に結合させる場合の種々の位置を示す略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 黒鉛極板および該極板のまわりのフレームより成り
   これら両者の滑動適合を保ちながら気密密封性を与える
   塩酸電解用の極板・フレーム組立物において、フレーム
   と極板の間の滑動が起り得る空隙にまたがってフレーム
   および極板に結合させた、張力のかからない膜状密封材
   を備えていることを特徴とする改良された極板・フレー
   ム組立物。 ２ 膜がポリ塩化ビニル、ポリプロピレンもしくはポリ
   フルオロオレフィンのフィルムより成る特許請求の範囲
   第１項記載の極板・フレーム組成物。 ３ 膜が接合もしくは接着によってフレームおよび極板
   に結合されている特許請求の範囲第１項記、載の極板・
   フレーム組立物。 ４ 極板とフレームとの間の滑動によって大きさが変化
   する極板・フレーム間の空隙に更に付加的の弾性密封材
   を含む、特許請求の範囲第１項記載の極板・フレーム組
   立物。 ５ 膜がポリ塩化ビニル、ポリプロピレンもししくポリ
   フルオロエチレンのフィルムより成りそして接合もしく
   は接着によりフレームおよび極板に結合されている、特
   許請求の範囲第４項記載の極板・フレーム組立物。